采后乙烯利、1-MCP处理对苹果梨蜡质组分的影响

唐 瑛,王文娟,李永才*,毕 阳

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃 兰州 730070)

摘 要:通过气相色谱-质谱联用技术对不同剂量的乙烯利浸泡和1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)熏蒸处理贮藏5 个月的苹果梨表皮蜡质化学组分进行分析比较。结果表明,采后乙烯利、1-MCP处理对苹果梨蜡质化学组分的种类、含量均有一定的影响,且存在剂量效应,其中乙烯利处理明显增加了蜡质化学组分的种类,降低了脂肪酸、烷烃的相对含量,提高了萜类物质的相对含量;而1-MCP熏蒸后果皮蜡质组分的种类略有增加,且提高了烷烃和醛类物质的相对含量,同时乙烯利和1-MCP处理对蜡质主要组分烷烃、脂肪酸和醛类的碳链长度也有一定的影响。

关键词:苹果梨;乙烯利;1-甲基环丙烯;果皮蜡质;化学组分

植物表皮蜡质是覆盖于陆生植物地上大部分器官表面、由各种脂类化合物组成的一层疏水屏障,主要由内嵌在角质基质的角质层内蜡质和覆盖在植物表面的上表皮蜡质构成 [1]。植物表皮蜡质组成成分复杂,主要是由碳原子数在C 20~C 34之间的特长链脂肪酸及其衍生物(包括烷烃、醇、醛、脂肪酸和酯等)组成,还包括萜类和其他微量次级代谢物如固醇和类黄酮类物质,其组成和分布因物种、组织及器官的不同而存在差异 [1-3]。植物表皮蜡质具有阻止水分散失 [4-6]、保护植物免受病原菌、食草动物、紫外辐射和机械损害等作用 [5-7]。果实表皮蜡质的结构和化学组分会随着发育及环境胁迫(如光、温度、酸雨和辐射)和药物处理而变化 [8-11]

1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种乙烯抑制剂,它可能通过与乙烯竞争乙烯受体位点而影响乙烯作用,从而抑制果蔬衰老过程中酶和基因的变化 [12],推迟果实的成熟和软化 [13],保持果蔬良好的品质,因而在果蔬采后处理中得到广泛的应用 [14-17]。近期研究表明1-MCP处理对水果表皮蜡质的组分也有一定的影响,其中Curry等 [18-19]研究表明采后1.0 μL/L的1-MCP处理抑制了‘Autumn Gold’和‘Royal Gala’两种苹果果实乙烯的产生,对果皮蜡质组分的种类和含量也有一定的影响,尤其发现‘Royal Gala’苹果经过1-MCP处理后,虽然与对照组相比,80%的蜡质组分没有差异,但与果实油腻相关的化学组分诸如9,12-十八碳二烯酸、二十九烷-10-醇、二十九烷-10-酮含量显著降低,从而有效地减轻了果皮的油腻感,提高果实的品质,同时董晓庆等 [20]在红富士苹果上也得到了类似的结果。

乙烯利(2-氯乙基膦酸)是一种乙烯释放剂类促进植物生长的调节剂,被广泛应用于蔬菜水果等农作物,它可以促进果蔬提早着色、成熟、调节花期,缩短作物生长期和提高产量等 [21]。另外Cajuste等 [22]研究发现,采后乙烯处理后的柑橘果实表皮总蜡质含量提高,且诱导表皮蜡质结构的改变。

目前本实验室已对发育、贮藏期间以及采前套袋处理后苹果梨果皮蜡质组分和结构的变化进行了系统的研究 [23-24]。本研究拟在前期研究的基础上,以苹果梨为试材,采用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectromenty,GC-MS)联用技术,系统分析采后1-MCP和乙烯利处理对低温贮藏后苹果梨果实果皮蜡质化学组分的影响,以期为全面揭示采后1-MCP处理的保鲜机理提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验所采用苹果梨(Pyru sbretchneideri Rehd)在2013年10月采摘于甘肃省景泰县条山农场,采收后当即进行单果包装,然后装箱,并运至实验室冷库贮藏(0 ℃、相对湿度(85±5)%)。挑选大小均一、无任何机械伤口及病虫害的苹果梨,清洗果实表面,随后自然晾干,备用。

1-MCP(粉剂,有效成分3%) 山东营养源食品科技有限公司;乙烯利(液体,剂量40%) 广州合通农化供应链有限公司;氯仿(分析纯) 天津市光复科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

DF-II集成式磁力搅拌器 金坛市顺华仪器有限公司;6890N/MSD5973N GC-MS联用仪(美国NIST02谱库) 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 采后1-MCP、乙烯利处理

1.3.1.1 1-MCP处理

参照Renate等 [25]的处理方法,称取定量1-MCP粉剂(有效成分3%)置于小烧杯并放入用聚氯乙烯薄膜制作容积为1 m 3的塑料帐内,用移液管吸取定量蒸馏水(1∶10),浇注1-MCP粉剂,使容器内1-MCP的剂量分别为0.25、0.50、1.00 μL/L,以清水处理为对照,立即密封塑料帐,在室温条件下熏蒸处理12 h,每个塑料帐中处理30 个苹果梨,取出将每组果实分装后贮藏于冷库(0 ℃、相对湿度(85±5)%),150 d取样测定。

1.3.1.2 乙烯利处理

将40%的乙烯利分别调配成剂量为0、200、400、800 mL/L的溶液,将清洗晾干后的果实浸于其中,每个处理组5 L的溶液中浸泡8 个苹果梨,3 min后将果实取出,自然晾干后,分别装入厚度0.02 mm聚乙烯袋,放入冷库(0 ℃、相对湿度(85±5)%)贮藏,150 d取样测定。

1.3.2 果实蜡质提取

参照李永才等 [23]方法,不同处理组的苹果梨贮藏到150 d时,挑选大小均一、无伤口以及病虫害的果实,表面清洗后自然晾干,分别浸入含600 mL氯仿的1 000 mL的烧杯中,放置在磁力搅拌器上,室温条件下洗刷浸泡提取60 s。提取液经8 层纱布过滤,转入已称质量的蒸馏瓶,用减压蒸馏法除去溶剂(水温40 ℃)。得蜡质粗提物用于组分分析。

1.3.3 蜡质成分鉴定

参照Yin等 [24]方法,蜡质用MeOH/BF 3酯化后经GC-MS分析。GC-MS色谱条件为:AT-SE54石英毛细管柱(30 m×320 μm,250 μm),升温程序为:始温80 ℃,以4 ℃/min程序升温至290 ℃,恒温30 min,进样口温度280 ℃,载气为氦气,氦气流量2 mL/min,线速率40 cm/s。质谱条件为:电离方式为电子电离源,电离能量70 eV,GC-MS接口温度280 ℃,离子源温度250 ℃,四极杆温度150 ℃。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0(SPSS Inc,Chicago, IL, USA)对实验数据进行统计和处理。

2 结果与分析

2.1 采后1-MCP和乙烯利处理对苹果梨蜡质组分的影响

表1 采后乙烯利、1-MCP处理后低温贮藏150 d苹果梨果皮蜡质化学组分种类和相对含量
Table1 Chemical components and their relative contents in cuticular wax of postharvest Pinggguoli pear pretreated with either ethylene or 1-MCP and cold stored for 150 days %

化合物对照组乙烯利剂量/(mL/L)1-MCP剂量/(μL/L)200 4008000.25 0.501.00十六烯酸nd0.02 12.87 6.94 ndndnd亚油酸2.44 0.05 2.35 0.04 2.41 3.72 2.10反式-油酸13.79 0.38 12.77 0.32 13.16 7.97 11.93顺式-油酸0.76 0.63 1.26 0.81 0.86 0.16 1.17二十碳二烯酸0.30 nd0.22 nd0.34 0.23 0.25二十烯酸1.25 nd1.04 nd1.14 0.49 1.19芥酸nd0.05 0.27 nd0.22 0.11 0.23二十四烯酸0.34 0.13 0.38 0.11 0.33 0.16 0.45二十六烯酸0.77 1.18 1.31 0.51 0.61 0.33 0.85壬二酸nd0.03 nd0.07 ndndnd十四烷酸nd0.02 0.09 0.03 0.09 0.06 nd十五烷酸nd0.02 0.06 0.03 0.05 0.06 nd十六烷酸15.10 5.73 0.08 0.03 12.77 8.70 8.48十七烷酸0.10 0.03 0.10 0.05 0.08 0.04 0.09十八烷酸1.69 0.52 1.38 0.57 1.55 0.51 1.05 8,10-二甲氧基-十八烷酸3.83 7.82 4.26 9.58 2.13 1.12 3.14 12-甲氧基-十八酸nd0.09 nd1.09 ndndnd 13-甲氧基-十八酸nd0.05 nd0.45 ndndnd 14-甲氧基-十八酸nd0.05 nd0.35 ndndnd 15-甲氧基-十八酸nd0.04 nd0.23 ndndnd 16-甲氧基-十八烷酸nd0.03 nd0.40 ndndnd 17-甲氧基-十八烷酸nd0.06 nd0.32 ndndnd二十烷酸0.62 0.15 0.46 0.24 0.49 0.49 0.36二十二烷酸0.55 0.15 0.42 0.19 0.44 0.44 0.40二十四烷酸1.26 0.30 0.76 0.29 0.80 0.80 0.73二十六烷酸2.46 1.99 1.75 1.28 1.53 1.53 1.54二十七烷酸0.49 nd0.18 ndndndnd二十八烷酸3.36 1.78 2.21 0.94 2.35 2.35 2.40二十九烷酸0.58 nd0.43 ndndndnd三十烷酸1.90 0.62 1.37 0.74 1.69 1.69 1.51邻苯二甲酸nd0.03 0.10 0.09 0.11 0.11 nd对苯二甲酸nd0.10 0.12 0.11 0.08 0.17 nd正十四烷ndndndnd0.05 0.05 nd正十五烷nd0.03 0.10 0.01 0.22 0.24 nd正十六烷nd0.06 0.11 0.02 0.16 0.19 nd正十七烷nd0.03 0.04 0.01 0.08 0.08 nd姥姣烷nd0.02 0.08 0.02 0.06 0.06 nd正十八烷ndndndnd0.06 0.03 nd植烷ndndndnd0.06 0.04 nd正十九烷ndnd0.12 0.05 0.19 0.09 0.10正二十三烷nd0.11 ndndndndnd正二十四烷nd0.06 0.13 ndndndnd正二十五烷1.81 0.31 1.12 0.47 1.38 0.77 1.38正二十六烷nd0.11 0.12 ndndndnd正二十七烷11.72 2.45 7.44 7.15 9.70 10.40 11.83正二十八烷0.71 nd0.40 0.31 0.64 0.63 0.72

续表1 %

注:nd.未检出。

化合物对照组乙烯利剂量/(mL/L)1-MCP剂量/(μL/L)200 4008000.25 0.501.00正二十九烷22.65 8.19 13.86 25.27 24.23 35.79 27.54正三十一烷nd0.63 0.67 0.17 0.44 0.40 0.44 B环-四氢化-咔哒烯nd0.03 ndndndndnd A环-四氢化-咔哒烯nd0.02 ndndndndnd脱氢红没药烯ndnd0.10 ndndndnd二十五烯0.40 0.32 0.70 0.40 0.51 0.24 0.61二十六烯ndnd0.13 ndndndnd二十七烯0.45 0.37 0.79 0.45 0.55 0.43 0.64二十九烯5.07 18.06 13.07 5.07 5.09 7.33 8.79三十一烯nd2.07 1.62 nd0.80 0.86 1.25二十醛0.11 nd0.15 ndndndnd二十二醛0.21 nd0.18 ndndndnd二十四醛0.60 nd0.45 nd1.56 0.87 1.12二十六醛1.29 nd0.49 nd2.65 2.74 1.53二十八醛1.53 nd0.82 nd3.55 4.89 1.59三十醛0.97 ndndnd2.19 2.23 0.56 A’-新伽玛-22(29)-烯-3-酮nd5.92 1.82 1.80 ndndnd 24-甲撑-环丙羊毛甾烯-3-酮nd9.50 nd4.57 ndndnd乌散-20-烯-3,16-二酮nd1.35 ndndndndnd 24-甲撑-羊毛甾烯-3-酮nd7.74 nd1.60 ndndnd A,D-新奥利12,14-二烯nd3.95 nd1.76 ndndnd A,D-新奥利-二烯nd1.44 nd1.17 ndndnd奥利二烯nd0.63 nd0.17 ndndnd乌散-12-烯-28-醛nd0.65 ndndndndnd乌散-12-烯-3-酮ndndndnd1.34 0.42 nd十六酸二十酯nd0.78 0.86 0.54 1.28 0.96 1.11

苹果梨表皮蜡质的化学组分较为复杂,与对照组相比,经过采后乙烯利和1-MCP处理的果实,在果皮蜡质化学组分的种类、相对含量均存在差异(表1)。对照组果实仅检出32 种物质,而3 个剂量的乙烯利处理的果实分别检出了54、50 种和47 种,检出种类随处理剂量的增加而减少,3 个剂量的1-MCP处理,果实检出的物质分别为41、41 种和33 种,比乙烯利处理检出的物质少。不同剂量的乙烯处理果皮蜡质组分的种类变化较大,200、800 mL/L乙烯利处理后蜡质中检测到了12-甲氧基-十八酸、13-甲氧基-十八酸、14-甲氧基-十八酸、15-甲氧基-十八酸、16-甲氧基-十八酸、17-甲氧基-十八酸、正二十四烷、正二十六烷、A环-四氢化-咔哒烯、B环-四氢化-咔哒烯、24-甲撑-环丙羊毛甾烯-3-酮、乌散-20-烯-3,16-二酮、24-甲撑-羊毛甾烯-3-酮、A,D-新奥利12,14-二烯、A,D-新奥利-二烯、奥利二烯、乌散-12-烯-28-醛。而在1-MCP处理苹果梨果实后,未检测到二十七烷酸、二十九烷酸两种物质,剂量为0.50 μL/L和1.00 μL/L的1-MCP处理后还检出了乌散-12-烯-3-酮。

采后乙烯利和1-MCP处理的果实蜡质中主要化学组分的含量也存在较大差异(表1)。如对照组中十六烷酸相对含量为15.1%,在经过采后乙烯利处理后,其相对含量明显下降,仅为0.03%;而经过采后1-MCP处理后,其相对含量为对照组的50%。经过乙烯利处理后8,10-二甲氧基-十八烷酸相对含量明显增加到对照组的1.5 倍,而经过采后1-MCP处理后,其相对含量降低为1/3。乙烯利和1-MCP处理后二十六烷酸、二十八烷酸、正二十七烷的相对含量均有降低。对于苹果梨蜡质中相对含量最高的成分二十九烷,200 mL/L乙烯利处理后,相对含量降低了63.8%,并且随着处理剂量增大,降低的幅度变小。而0.5 μL/L的1-MCP处理后正二十九烷的相对含量升高了58%。

2.2 采后1-MCP和乙烯利处理对苹果梨主要蜡质组分的影响

2.2.1 对各类主要化学组分相对含量的影响

图1 采后乙烯利(A)和1-MCP(B)处理对苹果梨蜡质各类组分的影响
Fig.1 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the relative contents of different chemical classes of compounds in cuticular wax of Pingguoli pear

苹果梨表皮蜡质的组分主要包括脂肪酸、烷烃、烯烃、萜类和醛类等。采后经过乙烯利和1-MCP处理后,作为蜡质中第1大类组分脂肪酸的相对含量均低于对照组,但各处理剂量之间存在差异,并且随着乙烯利剂量的增加脂肪酸相对含量呈现先升高后减少的趋势(图1A),而1-MCP处理随着剂量的增加,呈现先减少后增加的趋势(图1B)。对于第2大类组分烷烃,1-MCP处理能较显著地提高其相对含量,且随着处理剂量增加呈先增加后减少的趋势(图1B),而乙烯利处理后其相对含量低于或接近对照,且存在剂量效应(图1A)。尽管存在剂量效应,1-MCP和乙烯利处理均能在不同程度上增加烯烃的相对含量。另外果实蜡质中的萜类相对含量随乙烯利处理剂量增加呈先减少后增加的趋势,而对照和1-MCP处理果实中未检出或只有少量检出。采后1-MCP处理可提高蜡质中醛类相对含量,并随着剂量增加,呈现出先增加后减少的趋势(图1B),但乙烯利处理果实中未检测出该类物质(图1A)。

2.2.2 对脂肪酸饱和度的影响

图2 采后乙烯利(A)和1-MCP(B)处理对苹果梨蜡质脂肪酸饱和度的影响
Fig.2 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the saturation of fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

脂肪酸的饱和度因不同剂量乙烯利和1-MCP的处理而存在差异(图2)。尤其采后乙烯利处理其变化因处理剂量而存在较大差异,200 mL/L和800 mL/L乙烯利处理后蜡质中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的相对含量均低于对照组,且饱和脂肪酸占脂肪酸的相对含量大于50%,而400 mL/L乙烯利处理后结果与200 mL/L和800 mL/L乙烯利处理后的结果正好相反(图2A)。经过1-MCP处理后,不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸相对含量略低于对照组,饱和脂肪酸占脂肪酸相对含量大于50%(图2B)。

2.3 采后乙烯利、1-MCP处理对苹果梨蜡质组分碳链长度的影响

2.3.1 对烷烃链长的影响

图3 采后乙烯利(A)和1-MCP(B)处理对烷烃链长的影响
Fig.3 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the carbon chain length distribution of alkanes in cuticular wax of Pingguoli pear

苹果梨蜡质中的烷烃的碳链长度范围是C 14~C 31,并且表现出奇数优势,由图3可知,其中C 25、C 27、C 29链长的烷烃相对含量相对丰富,C 29链长的烷烃相对含量最高。经过不同剂量的乙烯利处理后,C 25、C 27链长的烷烃相对含量降低,并且在剂量为400 mL/L时,降低量最小,C 29链长的烷烃含量增加,当乙烯利剂量为800 mL/L时,C 29烷烃的相对含量高出对照组23%(图3A)。而经过不同剂量的1-MCP处理后,C 25、C 27链长的烷烃相对含量下降,在0.5 μL/L 1-MCP处理后,C 25链长的烷烃相对含量下降了57.45%(图3B,表1)。C 29链长的烷烃相对含量均高于对照组,在0.5 μL/L 1-MCP处理后,C 29烷烃的相对含量高于对照组16.28%(图3B,表1)。

2.3.2 对饱和脂肪酸链长的影响

图4 采后乙烯利(A)和1-MCP(B)处理对饱和脂肪酸链长的影响
Fig.4 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the carbon chain length distribution of saturated fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

饱和脂肪酸种类丰富,碳链长度跨度大,以明显的偶数碳的存在优势,其中以C 16、C 18、C 20、C 26、C 28、C 30的存在为优势特征,其中C 16相对含量高达50%。与对照组相比,经过乙烯利处理的C 16相对含量明显降低,200 mL/L乙烯利处理后其相对含量为对照组的40%,且在400 mL/L和800 mL/L乙烯利处理后C 16脂肪酸的相对含量不到1%。而C 20的相对含量在经过乙烯利处理后显著增加,在800 mL/L乙烯利处理后,C 20的相对含量是对照组的4 倍(图4A)。苹果梨蜡质中C 16脂肪酸在0.25 μL/L和0.5 μL/L 1-MCP处理后相对含量有所升高。而1 μL/L 1-MCP处理后C 16的相对含量降低。另外C 28的相对含量经过1-MCP处理后有所增加,其中0.5 μL/L 1-MCP处理后其相对含量增加了50%,可见1-MCP可促进蜡质中饱和脂肪酸碳链的延长(图4B)。

2.3.3 对不饱和脂肪酸链长的影响

图5 采后乙烯利(A)、1-MCP(B)处理对不饱和脂肪酸链长的影响
Fig.5 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the carbon chain length distribution of unsaturated fatty acids in cuticular wax of Pingguoli pear

不饱和脂肪酸碳链长度从C 16~C 26,有明显的偶数碳的优势,对照组中C 18的相对含量高达80%(图5A)。采后乙烯利处理果实后,C 18的相对含量明显降低,800 mL/L处理后,减少到对照组的1/4。在对照组中没有检出C 16不饱和脂肪酸,而乙烯利处理后检出了C 16,并且800 mL/L乙烯利处理的C 16的相对含量高达80%(图5A)。1-MCP处理后对各碳链长度的不饱和脂肪酸相对含量影响不大(图5B)。

2.3.4 对醛类链长的影响

苹果梨表皮蜡质中的醛类以C 24、C 26、C 28、C 30存在为明显的存在特征,并且呈现出明显的偶数碳的优势。400 mL/L的乙烯利处理C 24、C 28醛类相对含量增加,C 30没有检出。而200 mL/L和800 mL/L乙烯利处理未检出醛类(图6A)。经过1-MCP处理后C 20、C 22醛类物质没有检出,C 24、C 26、C 28醛类相对含量变化不大,0.5 μL/L 1-MCP处理后C 24醛类相对含量降低了33%,而C 28的相对含量增加了40.6%(图6B)。

图6 采后乙烯利(A)和1-MCP(B)处理对醛类链长的影响
Fig.6 Effect of postharvest ethylene (A) and 1-MCP (B) treatments on the carbon chain length distribution of aldehydes in cuticular wax of Pingguoli pear

3 讨 论

采后乙烯利和1-MCP处理对苹果梨蜡质组分的种类及其相对含量均有影响,其中不同剂量的乙烯利处理可使梨果皮蜡质化学组分的种类较对照增加了15~21 种,且新检测到了A环-四氢化-咔哒烯、B环-四氢化-咔哒烯、24-甲撑-环丙羊毛甾烯-3-酮、乌散-20-烯-3,16-二酮、24-甲撑-羊毛甾烯-3-酮、A,D-新奥利12,14-二烯、A,D-新奥利-二烯、奥利二烯、乌散-12-烯-28-醛等二酮、咔哒烯和二烯类物质,可见乙烯利处理能显著地提高果实蜡质组分的合成及转化,同样Cajuste等 [22]研究也发现采后乙烯处理的柑橘果实表皮总蜡质含量提高。而采后1-MCP处理果皮蜡质化学组分种类虽较对照有所增加,但增加较少,这与Curry等 [18-19]在苹果上的研究结果相似,发现经1-MCP处理后‘Royal Gala’苹果果皮蜡质化学组分只有少部分存在差异,而80%的蜡质组分与对照组一致,表明1-MCP可能会抑制或延缓果实蜡质化学组分的变化。同时乙烯利和1-MCP对蜡质化学组分的影响还存在剂量效应,因此关于其具体的调控机理尚需进一步研究。

乙烯利和1-MCP处理对苹果梨蜡质各类组分的相对含量也具有一定的影响,1-MCP处理后蜡质中烷烃相对含量升高,尤其是C 27、C 29烷烃,这与董晓庆等 [20]在富士苹果上的研究结果相似,其发现采后1-MCP处理延缓了红富士苹果表皮蜡质组分中的二十七烷和二十九烷的相对含量在贮藏期间的延长而降低,同时他们还发现1-MCP处理能降低与苹果油腻相关的物质如9,12-十八碳二烯酸、二十九烷-10-醇、二十九烷-10-酮相对含量 [20],但在梨果并没有检测到类似组分,这说明不同水果的蜡质组分具有特异性。脂肪酸是果实表皮蜡质中含量最高的组分,大部分脂肪酸都是C 16~C 18脂肪酸形式存在 [26],1-MCP处理后红富士苹果蜡质中与油腻相关的组分如十六烷酸的相对含量下降,这与本研究结果相一致,表明1-MCP处理后降低了果实表皮油腻感的产生,保持了果实的品质 [20]。但有关1-MCP对果皮蜡质合成或转化的具体调控机理尚需进一步研究。

4 结 论

采后乙烯利、1-MCP处理均不同程度地增加了苹果梨果皮蜡质化学组分检出的物质种类,其中不同剂量乙烯利处理检出的物质种类增加了15~21 种,而1-MCP处理的果实蜡质组分检出种类略有增加。苹果梨蜡质组分主要包括烷烃、脂肪酸、萜类、醛类等,乙烯利处理降低了脂肪酸、烷烃的相对含量,提高了萜类物质的相对含量;而1-MCP处理提高了烷烃和醛类物质的相对含量。苹果梨表皮蜡质中的烷烃以奇数碳的优势存在,而脂肪酸、醛类以偶数碳的优势存在,乙烯利和1-MCP处理对烷烃、脂肪酸、醛类碳链的长度均具有一定的影响。由此可见,采后1-MCP处理可通过影响果皮蜡质组分而提高水果的耐贮性。

参考文献:

[1] JETTER R, SCHÄFFER S, RIEDERER M. Leaf cuticular waxes are arranged in chemically and mechanically distinct layers: evidence from Prunuslaurocerasus L.[J]. Plant Cell and Environment, 2000, 23: 619-628. DOI:10.1046/j.1365-3040.2000.00581.x.

[2] BAKER E A, BUKOVAC J, HUNT G M. Composition of tomato fruit cuticle as related to fruit growth and development[C]∥CUTLER D F,ALVIN K L, PRICE C E. The plant cuticle. London: Academic Press,1982: 33-44.

[3] JEFFREE C E. Structure and ontogeny of plant cuticles[C]∥KERSTIENS G. Plant cuticles: an integrated functional approach. Oxford: Bios Scientific Publishers Ltd, 1996: 33-82.

[4] RIEDERER M. Introduction: biology of the plant cuticle[C]∥MÜLLER C, RIEDERER M. Biology of the plant cuticle. Oxford: Blackwell Publishing, 2006: 1-10.

[5] BURGHARDT M, RIEDERER M. Cuticular transpiration[C]∥MÜLLER C, RIEDERER M. Biology of the plant cuticle. Oxford: Blackwell Publishing, 2006: 291-310.

[6] HERERDIA A. Biophysical and biochemical characteristics of cutin,a plant barrier biopolymer[J]. Biochimical Biophysica Acta, 2003,1620(1/3): 1-7. DOI:10.1016/S0304-4165(02)00510-X.

[7] MÜLLER C, RIEDERER M. Plant surface properties in chemical ecology[J]. Journal of Chemical Ecology, 2005, 31(11): 2621-2651. DOI:10.1007/s10886-005-7617-7.

[8] RINALLO C, MORI B. Damage in apple (Malus domestica Borkh) fruit exposed to different levels of rain acidity[J]. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 1996, 71(1): 17-23. DOI:10. 1080/14620316.1996.11515378.

[9] ROY S, WATADA A E, CONWAY W S, et al. Low-temperature scanning electron microscopy of frozen hydrated apple tissues and surface organisms[J]. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 1994, 29(4): 305-309.

[10] LURIE S, FALLIK E, KLEIN J D. The effect of heat treatment on apple epicuticular wax and calcium uptake[J]. Postharvest Biology and Technology, 1996, l8(4): 271-277. DOI:10.1016/0925-5214(96)00007-5.

[11] KASOERBANER M J, WILKINSON R E. Mulch surface color affects accumulation of epicuticular wax on developing leaves[J]. Photochemmistry and Photobiology, 1995, 62(5): 861-866. DOI:10.1111/j.1751-1097.1995.tb09160.x.

[12] SISLER E C. The discovery and development of compounds counteracting ethylene at the receptor level[J]. Biotechnology Advances, 2006, 24(4): 357-367. DOI:10.1016/ j.biotechadv.2006.01.002.

[13] WATKINS C B. The use of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on fruits and vegetables[J]. Biotechnology Advances, 2006, 24(4): 389-409. DOI:10.1016/j.biotechadv.2006.01.005.

[14] 王文辉, 王志华, 佟伟, 等. 1-MCP处理对黄金梨采后生理及保鲜效果的影响[J]. 保鲜与加工, 2009, 50(1): 30-33. DOI:1009-6221(2009)01-0030-05.

[15] 惠伟, 牛瑞雪, 宋要强, 等. 1-MCP和DPA对砀山酥梨黑皮病的抑制效果[J]. 中国农业科学, 2010, 43(6): 1212-1219. DOI:10.3969/ jissn.1671-9646(X).2013.01.003.

[16] 陈志远, 韩志平, 张海霞, 等. 1-MCP在果蔬贮藏保鲜中的应用[J]. 黑龙江农业科学, 2013(10): 104-106. DOI:1002-2767(2013)10-0104-03.

[17] 李志文, 张平, 刘翔, 等. 1-MCP结合冰温贮藏对葡萄采后品质及相关生理代谢的调控[J]. 食品科学, 2011, 32(20): 300-305. DOI:1002-6630(2011)20-0300-07.

[18] CURRY E A. Ultrastructure of epicuticular wax aggregates during fruit development in apple (Malus domestica Borkh)[J]. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 2005, 80(6): 668-676. DOI:10.1080/14620316.2005.11511996.

[19] CURRY E. Effects of 1-MCP applied postharvest on epicuticular wax of apples (Malus domestica Borkh.) during storage[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2008, 88(6): 996-1006. DOI:10.1002/ jsfa.3180.

[20] 董晓庆, 饶景萍, 朱守亮, 等. 气调包装与1-MCP结合抑制苹果蜡质成分降低[J]. 农业工程学报, 2013, 29(16): 269-277. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2013.16.034.

[21] 张伟, 杨红莲, 房彦军, 等. 静态-顶空气相色谱法检测蔬菜中乙烯利的残留量[J]. 解放军预防医学杂志, 2013, 31(3): 225-227.

[22] CAJUSTE J F, GONZALEZ-CANDELAS L, VEVRAT A, et al. Epicuticular wax content and morphology as related to ethylene and storage performance of ‘Navelate’ orange fruit[J]. Postharvest Biology and Technology, 2010, 55(1): 29-35. DOI:10.1016/ j.postharvbio.2009.07.005.

[23] 李永才, 尹燕, 陈松江, 等. 采前套袋对苹果梨表皮蜡质结构和化学组分的影响[J]. 中国农业科学, 2012, 45(17): 3661-3668. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.025.

[24] YIN Y, BI Y, CHEN S J, et al. Chemical composition and antifungal activity of cuticular wax isolated from Asian pear fruit (cv. Pingguoli)[J]. Scientia Horticulturae, 2011, 129(4): 577-582. DOI:10.1016/ j.scienta.2011.04.028.

[25] RENATE M, EDWATAD C M, MATGRETHE S. Stress induced ethylene production, ethylene binding, and the response to the ethylene action inhibitor 1-MCP in miniature rose[J]. Scientia Horticulturae,2002, 83(1): 51-59. DOI:10.1016/S0304-4238(99)00099-0.

[26] JETTER R, KUNST L, SAMUELS A L. Composition of plant cuticular waxes[C]//MÜLLER C, RIEDERER M. Annual plant reviewers, biology of the plant cuticle. Oxford: Blackwell Publishing,2008: 145-181.

Effect of Postharvest Ethephon and 1-MCP Treatments on the Chemical Composition of Cuticular Wax in Pingguoli Pear Fruit

TANG Ying, WANG Wenjuan, LI Yongcai*, BI Yang
(College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Abstract:The chemical composition of the cuticular wax of postharvest Pingguoli pear which were either dipped into different concentrations of ethephon or fumigated with 1-methylcyclopropene (1-MCP) and then stored for 150 days was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Results showed that the postharvest ethylene and 1-MCP treatments had an effect on the types and contents of compounds in the cuticular wax of Pinggguoli pear in a concentrationdependent manner. Ethephon treatment could significantly increase the diversity of compounds in cuticular wax, reduce the contents of fatty acids and alkanes, and enhance the content of terpenoids, while the diversity of compounds in cuticular wax was slightly increased in pear fruit treated with 1-MCP with a simultaneous increase in the contents of alkanes and aldehydes. Meanwhile carbon chain lengths of the main composition alkanes, fatty acids and aldehydes were affected by either postharvest treatment.

Key words:Pingguoli pear; ethephon; 1-methylcyclopropene; cuticular wax; chemical composition

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618036

中图分类号:TSS255.1

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2016)18-0223-07

引文格式:

唐瑛, 王文娟, 李永才, 等. 采后乙烯利、1-MCP处理对苹果梨蜡质组分的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(18): 223-229. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618036. http://www.spkx.net.cn

TANG Ying, WANG Wenjuan, LI Yongcai, et al. Effect of postharvest ethephon and 1-MCP treatments on the chemical composition of cuticular wax in Pingguoli pear fruit[J]. Food Science, 2016, 37(18): 223-229. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618036. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2015-12-30

基金项目:国家自然科学基金地区科学基金项目(30960243;31260494)

作者简介:唐瑛(1990—),女,硕士研究生,研究方向为采后生物学与技术。E-mail:15294152681@163.com

*通信作者:李永才(1972—),男,副教授,博士,研究方向为采后生物学与技术。E-mail:liyongcai@gsau.edu.cn